單片機7第七章外圍接口技術(shù)2015

1、單片機原理及應(yīng)用單片機原理及應(yīng)用北京化工大學北京化工大學信息科學與技術(shù)學院信息科學與技術(shù)學院主講教師：郭青主講教師：郭青E-mail: 第七章第七章單片機的典型外圍接口技術(shù)單片機的典型外圍接口技術(shù) 7.1 7.1 鍵盤接口鍵盤接口單片機組成的控制系統(tǒng)通常需要配置鍵盤，用戶可以通單片機組成的控制系統(tǒng)通常需要配置鍵盤，用戶可以通過鍵盤向單片機輸入數(shù)據(jù)或命令，以便實現(xiàn)控制系統(tǒng)的過鍵盤向單片機輸入數(shù)據(jù)或命令，以便實現(xiàn)控制系統(tǒng)的人機對話。人機對話。鍵盤可以直接利用口線連接按鍵開關(guān)、開關(guān)型傳感器或鍵盤可以直接利用口線連接按鍵開關(guān)、開關(guān)型傳感器或電子線路來實現(xiàn)，內(nèi)部程序僅通過判斷口線的電平就能電子線路來實現(xiàn)

2、，內(nèi)部程序僅通過判斷口線的電平就能夠確定輸入的鍵值。采用這種識別方式的鍵盤稱為夠確定輸入的鍵值。采用這種識別方式的鍵盤稱為非編非編碼鍵盤碼鍵盤。非編碼鍵盤設(shè)計簡單，使用方便，但口線利用率較低，非編碼鍵盤設(shè)計簡單，使用方便，但口線利用率較低，受單片機口線數(shù)量的限制，其鍵盤規(guī)模無法做大。受單片機口線數(shù)量的限制，其鍵盤規(guī)模無法做大。鍵盤的另一種形式是鍵盤的另一種形式是編碼鍵盤編碼鍵盤，這種方式將口線與按鍵，這種方式將口線與按鍵開關(guān)連接成矩陣電路，通過軟件掃描、識別開關(guān)連接成矩陣電路，通過軟件掃描、識別I/OI/O口上的編口上的編碼，按編碼規(guī)則識別輸入鍵值。編碼鍵盤的最大優(yōu)點就碼，按編碼規(guī)則識別輸入鍵

3、值。編碼鍵盤的最大優(yōu)點就是口線利用率高，鍵盤規(guī)?？梢宰龅幂^大。是口線利用率高，鍵盤規(guī)?？梢宰龅幂^大。一、 簡易鍵盤接口 獨立連接式與門與門上拉電阻上拉電阻按鍵抖動問題按鍵抖動問題按鍵閉合時的電平變化波形按鍵閉合時的電平變化波形按鍵開關(guān)在接通或斷開瞬間并非完全可靠接觸，而是存在一按鍵開關(guān)在接通或斷開瞬間并非完全可靠接觸，而是存在一個抖動期，個抖動期，tH為開關(guān)斷開時口線上高電平存在的時間，為開關(guān)斷開時口線上高電平存在的時間，tL為開關(guān)閉合時為開關(guān)閉合時口線上低電平穩(wěn)定存在的時間?？诰€上低電平穩(wěn)定存在的時間。tW1、tW2為鍵按下和松開時的抖動期存在時間。抖動期一般為鍵按下和松開時的抖動期存在時間

4、。抖動期一般不超過不超過10 ms。在口線電平抖動期間，單片機無法準確檢測出口線電平的正在口線電平抖動期間，單片機無法準確檢測出口線電平的正確值，必須采取一定的措施進行鑒別。確值，必須采取一定的措施進行鑒別。延時消抖法延時消抖法例如遇到由高向低的電平轉(zhuǎn)換后先不急于讀取口線鍵值，而例如遇到由高向低的電平轉(zhuǎn)換后先不急于讀取口線鍵值，而是在中斷服務(wù)程序的開始執(zhí)行一段是在中斷服務(wù)程序的開始執(zhí)行一段101020 ms20 ms的延時程序。的延時程序。若延時程序后再次判斷口線仍為低電平則進入口線的鍵值讀若延時程序后再次判斷口線仍為低電平則進入口線的鍵值讀取程序，否則放棄鍵值讀取操作。取程序，否則放棄鍵值讀

5、取操作。 延時去抖動及讀取鍵值的中斷服務(wù)程序如下：延時去抖動及讀取鍵值的中斷服務(wù)程序如下： ORG0003HLJMPKRDKRD：MOVP1，#0FFH ；P1口置為輸入口CALLDEL20 ；調(diào)20 ms延時子程序MOV A，P1 ；讀P1口鍵值JNBACC.0，KPR0；判斷P1.0P1.7是否有鍵按下JNBACC.1，KPR1 JNB ACC.2，KPR2JNB ACC.3，KPR3 JNBACC.4，KPR4JNB ACC.5，KPR5JNB ACC.6，KPR6JNB ACC.7，KPR7RETI KPR0： ；P1.0按鍵處理程序 RETI KPR1： ；P1.1口線按鍵處理程序

6、KPR7： ；P1.7口線按鍵處理程序 DEL20： ；20 ms延時子程序二、矩陣式鍵盤接口二、矩陣式鍵盤接口 簡易鍵盤電路中每一個按鍵占用一根簡易鍵盤電路中每一個按鍵占用一根I/OI/O口線，其口線利口線，其口線利用率較低，如果將口線按照行、列排成矩陣形式則可在用率較低，如果將口線按照行、列排成矩陣形式則可在相同口線數(shù)量的條件下增大鍵盤的規(guī)模。相同口線數(shù)量的條件下增大鍵盤的規(guī)模。 例如，可以將例如，可以將P1P1口的口的8 8根根I/OI/O線排列成線排列成4 44 4矩陣形式，連矩陣形式，連接接1616只按鍵開關(guān)。只按鍵開關(guān)。 4 44 4矩陣式鍵盤電路矩陣式鍵盤電路P1口的口的8根根I

7、/O口線分成口線分成行、列線連接，行、列線連接，P1.0P1.3為行線為行線，P1.4P1.7為列線為列線。16只按鍵分別跨接在對只按鍵分別跨接在對應(yīng)的行、列線節(jié)點上。應(yīng)的行、列線節(jié)點上。 行線特定的行線特定的4位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出和列線對應(yīng)的和列線對應(yīng)的4位數(shù)據(jù)輸位數(shù)據(jù)輸入可以組成一個入可以組成一個8位的特位的特征字，征字，該特征字即為鍵該特征字即為鍵值。值。1 1、鍵盤電路的工作原理、鍵盤電路的工作原理 矩陣式鍵盤將矩陣式鍵盤將P1P1口的口的8 8根根I/OI/O口線分成行、列線連接，圖中口線分成行、列線連接，圖中P P1.01.0P P1.31.3為行線，為行線，P P1.41.4P

8、P1.71.7為列線。為列線。1616只按鍵分別跨接只按鍵分別跨接在對應(yīng)的行、列線節(jié)點上。在對應(yīng)的行、列線節(jié)點上。 如果單片機在行線對應(yīng)的如果單片機在行線對應(yīng)的I/OI/O口線上有數(shù)據(jù)輸出，當有鍵口線上有數(shù)據(jù)輸出，當有鍵按下時，行、列線短路，單片機在列線對應(yīng)的按下時，行、列線短路，單片機在列線對應(yīng)的I/OI/O口線上口線上的輸入數(shù)據(jù)將由行線上的電平?jīng)Q定。的輸入數(shù)據(jù)將由行線上的電平?jīng)Q定。 行線特定的行線特定的4 4位數(shù)據(jù)輸出和列線對應(yīng)的位數(shù)據(jù)輸出和列線對應(yīng)的4 4位數(shù)據(jù)輸入可以組位數(shù)據(jù)輸入可以組成一個成一個8 8位的特征字，該特征字即為鍵值，代表了按下的位的特征字，該特征字即為鍵值，代表了按下的

9、鍵所在的位置鍵所在的位置。2 2、 掃描法產(chǎn)生鍵值掃描法產(chǎn)生鍵值以行線作為掃描輸出，以列線作為接收輸入。以行線作為掃描輸出，以列線作為接收輸入。依次將行線置為低電平，并在列線上逐次接收數(shù)據(jù)。依次將行線置為低電平，并在列線上逐次接收數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)接收到的某一列線有低電平，則表示該列如果發(fā)現(xiàn)接收到的某一列線有低電平，則表示該列線與行線連接的按鍵已經(jīng)閉合。線與行線連接的按鍵已經(jīng)閉合。在接收到低電平的那次掃描中，行線數(shù)據(jù)與列線數(shù)在接收到低電平的那次掃描中，行線數(shù)據(jù)與列線數(shù)據(jù)的組合便是所期望的鍵值，由該鍵值可確定閉合據(jù)的組合便是所期望的鍵值，由該鍵值可確定閉合鍵在矩陣連接中的連接位置。鍵在矩陣連接中的連

10、接位置。3 3、鍵盤掃描方式、鍵盤掃描方式1) 1) 硬件中斷識別法硬件中斷識別法將矩陣式鍵盤電路的所有列線連接至將矩陣式鍵盤電路的所有列線連接至“與與”門電路的輸入門電路的輸入端，端，“與與”門電路的輸出端與單片機外部中斷連接。把門電路的輸出端與單片機外部中斷連接。把全部行線置為低電平，全部列線置為高電平，當有鍵按下全部行線置為低電平，全部列線置為高電平，當有鍵按下時列線上出現(xiàn)低電平，產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中掃描時列線上出現(xiàn)低電平，產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中掃描鍵盤。鍵盤。2) 2) 軟件查詢識別法軟件查詢識別法將全部行線置為低電平，全部列線置為高電平，定時從將全部行線置為低電平，全部列線

11、置為高電平，定時從列線對應(yīng)的列線對應(yīng)的I/OI/O口線輸入數(shù)據(jù)，如果判定接收的數(shù)據(jù)中有低口線輸入數(shù)據(jù)，如果判定接收的數(shù)據(jù)中有低電平存在，則說明有按鍵按下，開始執(zhí)行鍵盤掃描程序。電平存在，則說明有按鍵按下，開始執(zhí)行鍵盤掃描程序。采用硬件中斷識別方式可以隨時響應(yīng)鍵盤動作，具有較強采用硬件中斷識別方式可以隨時響應(yīng)鍵盤動作，具有較強的實時性，而采用軟件查詢方式則可以簡化電路。的實時性，而采用軟件查詢方式則可以簡化電路。INT04 4矩陣鍵盤掃描程序舉例矩陣鍵盤掃描程序舉例P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P1.6P1.5P1.4行線，掃描輸出行線，掃描輸出列線，掃描輸入列線，掃描輸入接與門輸入接

12、與門輸入端，與門輸端，與門輸出接出接INT0INT0鍵盤掃描程序如下：鍵盤掃描程序如下：INT0ISR: 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 MOV P1, #0FFH CLR P1.4 ；掃描輸出；掃描輸出 MOV A, P1 ；掃描輸入；掃描輸入 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0 LCALL DELAY10MS MOV A, P1 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0；判斷判斷P1.4行是否有鍵按下行是否有鍵按下；以下判斷鍵碼；以下判斷鍵碼MOV A, P1 ANL A, #0FH CJNE A, #0EH, NEXT1 MOV KEY

13、, #3 LJMP OKNEXT1:CJNE A, #0DH, NEXT2 MOV KEY, #7 LJMP OKNEXT2:CJNE A, #0BH, NEXT3 MOV KEY, #11 LJMP OKNEXT3:CJNE A, #07H, NOKEY0 MOV KEY, #15 LJMP OK7.2 7.2 顯示接口顯示接口為了實現(xiàn)人機交互，單片機應(yīng)用系統(tǒng)通常配有顯示器接為了實現(xiàn)人機交互，單片機應(yīng)用系統(tǒng)通常配有顯示器接口，主要顯示元件采用口，主要顯示元件采用LED(LED(發(fā)光二極管顯示器發(fā)光二極管顯示器) )或或LCD(LCD(液晶顯示器液晶顯示器) )，顯示形式有筆畫式和點陣式。，顯

14、示形式有筆畫式和點陣式。筆畫式顯示元件大多為筆畫式顯示元件大多為LEDLED數(shù)碼管，數(shù)碼管，用于顯示數(shù)字或簡用于顯示數(shù)字或簡單字母信息，適合于規(guī)模較小的單片機系統(tǒng)。單字母信息，適合于規(guī)模較小的單片機系統(tǒng)。如七段碼如七段碼LEDLED顯示器顯示器對于大信息量或圖形顯示一般使用點陣式對于大信息量或圖形顯示一般使用點陣式LCDLCD顯示器，顯示器，這種顯示器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還需要考慮灰度調(diào)節(jié)、高壓背這種顯示器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還需要考慮灰度調(diào)節(jié)、高壓背光的配合，電路連接及程序操作都比較繁瑣。光的配合，電路連接及程序操作都比較繁瑣。點陣式點陣式LCDLCD顯示器多采用內(nèi)置控制器的模組形式，在這顯示器多采用內(nèi)

15、置控制器的模組形式，在這種形式下單片機與點陣式種形式下單片機與點陣式LCDLCD的接口實際上變成了單片的接口實際上變成了單片機與單片機之間的數(shù)據(jù)通信機與單片機之間的數(shù)據(jù)通信。LCDLCD顯示屏接口顯示屏接口 LCDLCD圖形點陣顯示器通常以圖形點陣顯示器通常以LCM(LCM(液晶顯示模組液晶顯示模組) )形式出現(xiàn)，形式出現(xiàn)，模組中封裝了顯示器、驅(qū)動電路、控制電路及背光調(diào)節(jié)電模組中封裝了顯示器、驅(qū)動電路、控制電路及背光調(diào)節(jié)電路等。本節(jié)以路等。本節(jié)以MG12864 LCMMG12864 LCM為例介紹圖形點陣為例介紹圖形點陣LCDLCD顯示顯示接口的應(yīng)用。接口的應(yīng)用。1 1MG12864 LCMM

16、G12864 LCM模塊基本參數(shù)模塊基本參數(shù)(1) (1) LCDLCD類型：類型：STNSTN形式。形式。(2) (2) 模塊尺寸：模塊尺寸：9393707012 mm12 mm。(3) (3) 顯示區(qū)域尺寸：顯示區(qū)域尺寸：70.770.738.8 mm38.8 mm。(4) (4) 點陣間距：點陣間距：0.520.520.52 mm0.52 mm。(5) (5) 點陣分布：點陣分布：1281286464點。點。(6) (6) 每一點陣尺寸：每一點陣尺寸：0.480.480.48 mm0.48 mm。MG12864 LCMMG12864 LCM模塊內(nèi)部主要組成部分模塊內(nèi)部主要組成部分2 2M

17、G12864 LCMMG12864 LCM模組結(jié)構(gòu)說明模組結(jié)構(gòu)說明MG12864LCMMG12864LCM由以下幾部分組成：由以下幾部分組成：(1) (1) 核心部件：核心部件：12812864 LCD64 LCD點陣顯示器。點陣顯示器。(2) (2) 段驅(qū)動電路：兩路段驅(qū)動電路：兩路6464列掃描顯示驅(qū)動電路。列掃描顯示驅(qū)動電路。(3) (3) 行驅(qū)動電路：行驅(qū)動電路：6464行掃描顯示驅(qū)動電路。行掃描顯示驅(qū)動電路。(4) (4) 背光驅(qū)動電路：背光驅(qū)動電路：LEDLED發(fā)光管照明電路。發(fā)光管照明電路。MG12864 LCMMG12864 LCM內(nèi)部還配置了如下部分：內(nèi)部還配置了如下部分：(

18、1) (1) 顯示控制器。顯示控制器。(2) (2) 顯示存儲器顯示存儲器DDRAMDDRAM。(3) (3) 電源電路。電源電路。3 3MG12864MG12864引腳功能及說明引腳功能及說明1) 1) 數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號DB0DB0DB7DB7：指令、數(shù)據(jù)傳送總線。：指令、數(shù)據(jù)傳送總線。2) 2) 控制信號控制信號RSRS：指令、數(shù)據(jù)選擇控制線，高電平選擇數(shù)據(jù)傳送，：指令、數(shù)據(jù)選擇控制線，高電平選擇數(shù)據(jù)傳送，低電平選擇指令傳送。低電平選擇指令傳送。R/WR/W：讀寫方式控制線，高電平為讀方式，低電平為寫方式：讀寫方式控制線，高電平為讀方式，低電平為寫方式E E：信號選通控制線，高電平有效。：

19、信號選通控制線，高電平有效。RSTBRSTB：復(fù)位信號線，低電平有效。：復(fù)位信號線，低電平有效。3 3MG12864MG12864引腳功能及說明引腳功能及說明3) 3) 地址信號地址信號CS1CS1：段驅(qū)動電路選擇線，高電平有效，選通：段驅(qū)動電路選擇線，高電平有效，選通KS0108B(1)KS0108B(1)CS2CS2：段驅(qū)動電路選擇線，高電平有效，選通：段驅(qū)動電路選擇線，高電平有效，選通KS0108B(2)KS0108B(2)4) 4) 供電電源供電電源VDDVDD：模塊的電源正端。：模塊的電源正端。VSSVSS：供電電源地。：供電電源地。5) 5) 灰度調(diào)節(jié)灰度調(diào)節(jié)VINVIN：LCDL

20、CD驅(qū)動電壓輸入端。驅(qū)動電壓輸入端。VOUTVOUT：LCDLCD背板負電壓輸出端。背板負電壓輸出端。6) 6) 背光電源背光電源SLASLA：背光源正極：背光源正極(LED(LED5 V)5 V)。SLKSLK：背光源負極：背光源負極(LED(LED0 V)0 V)。 4 4MG12864MG12864的操作指令的操作指令通過通過DB0DB0DB7DB7可以實現(xiàn)指令或數(shù)據(jù)的傳送操作，指令可以實現(xiàn)指令或數(shù)據(jù)的傳送操作，指令或數(shù)據(jù)的選擇由或數(shù)據(jù)的選擇由RSRS控制信號確定，傳送方向由控制信號確定，傳送方向由R/WR/W控制信控制信號確定。號確定。1) 1) 顯示開關(guān)指令顯示開關(guān)指令RS=0RS=

21、0，格式如下：，格式如下：功能：控制顯示狀態(tài)。功能：控制顯示狀態(tài)。S0，關(guān)顯示；，關(guān)顯示；S1，開顯示。，開顯示。2) 2) 列列(Y)(Y)地址設(shè)置地址設(shè)置RS=0，格式如下：W/R列地址的設(shè)置范圍為列地址的設(shè)置范圍為063。功能：將列地址寫入列寄存器功能：將列地址寫入列寄存器(YC)。3) 頁(X)地址設(shè)置RS=0，R/W=0，格式如下：，格式如下：頁地址的選擇范圍為頁地址的選擇范圍為07。功能：將頁地址置入頁寄存器功能：將頁地址置入頁寄存器(PR)。4) 首行設(shè)置RS=0， R/W=0， ，格式如下：，格式如下： 行地址的設(shè)置范圍為行地址的設(shè)置范圍為063。功能：設(shè)置顯示存儲器功能：設(shè)置

22、顯示存儲器(DDRAM)的首行地址。的首行地址。 5) 讀取狀態(tài)RS=0，R/W，格式如下： BUSY：忙標志，低電平表示操作就緒，高電平表示正在操作中。：忙標志，低電平表示操作就緒，高電平表示正在操作中。ON/OFF：顯示狀態(tài)，低電平表示開顯示，高電平表示關(guān)顯示。：顯示狀態(tài)，低電平表示開顯示，高電平表示關(guān)顯示。RESET：復(fù)位標志，低電平表示正常運行，高電平表示復(fù)位。：復(fù)位標志，低電平表示正常運行，高電平表示復(fù)位。6) 寫數(shù)據(jù) RS=1，R/W0 功能：將功能：將8 8位數(shù)據(jù)寫入顯示存儲器位數(shù)據(jù)寫入顯示存儲器(DDRAM)(DDRAM)中，指令中，指令結(jié)束后列寄存器結(jié)束后列寄存器(YC)(Y

23、C)加加1 1。7) 讀數(shù)據(jù)RS=1，R/W 1 功能：讀取功能：讀取8 8位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。MG12864 LCMMG12864 LCM模組的操作步驟包括：顯示設(shè)置、讀模組的操作步驟包括：顯示設(shè)置、讀寫數(shù)據(jù)及查詢狀態(tài)。寫數(shù)據(jù)及查詢狀態(tài)。5 5顯示存儲器顯示存儲器DDRAMDDRAM的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(1) (1) 整體地址結(jié)構(gòu)如下所示：整體地址結(jié)構(gòu)如下所示：(2) 以第一頁和X地址B8H為例，分頁內(nèi)位與行之間的對應(yīng)關(guān)系如下：MG12864與單片機的接口電路7 7顯示程序顯示程序 顯示程序主要完成對顯示程序主要完成對MG12864MG12864的控制、設(shè)定及顯示內(nèi)容的的控制、設(shè)定及顯示內(nèi)容的傳送等工作

24、。程序步驟包括：開關(guān)顯示控制，選取段驅(qū)動傳送等工作。程序步驟包括：開關(guān)顯示控制，選取段驅(qū)動器，設(shè)定起始行，設(shè)定起始列及傳送顯示內(nèi)容等。器，設(shè)定起始行，設(shè)定起始列及傳送顯示內(nèi)容等。在每次顯示開始時，如果按順序設(shè)置起始的行或列可在每次顯示開始時，如果按順序設(shè)置起始的行或列可以實現(xiàn)屏幕上、下滾動或左、右平移的效果。顯示內(nèi)容按以實現(xiàn)屏幕上、下滾動或左、右平移的效果。顯示內(nèi)容按頁傳送，每頁對應(yīng)頁傳送，每頁對應(yīng)8 8行，連續(xù)傳送行，連續(xù)傳送6464次次8 8位顯示數(shù)據(jù)完成位顯示數(shù)據(jù)完成1 1頁顯示內(nèi)容。如果考慮兩個驅(qū)動器的顯示輸出，顯示整屏頁顯示內(nèi)容。如果考慮兩個驅(qū)動器的顯示輸出，顯示整屏則需則需1616

25、頁內(nèi)容。頁內(nèi)容。整屏顯示程序流程一、一、A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/DA/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。模擬量可以模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是聲、光、壓力和溫度等是電壓、電流等電信號，也可以是聲、光、壓力和溫度等隨時間連續(xù)變化的非電物理量。隨時間連續(xù)變化的非電物理量。非電物理量可通過合適的傳感器等轉(zhuǎn)換成電信號，模擬量非電物理量可通過合適的傳感器等轉(zhuǎn)換成電信號，模擬量只有轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能被計算機采集、分析和計算處理。只有轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能被計算機采集、分析和計算處理。7.37.3接口接口二、二、A/DA/D轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換方法電壓頻率式：精度高電

26、壓頻率式：精度高 價格低，但轉(zhuǎn)換速度不高價格低，但轉(zhuǎn)換速度不高積分式：抗干擾能力好，轉(zhuǎn)換速度低積分式：抗干擾能力好，轉(zhuǎn)換速度低逐次逼近式：轉(zhuǎn)換速度較快逐次逼近式：轉(zhuǎn)換速度較快并行轉(zhuǎn)換：并行轉(zhuǎn)換：串行轉(zhuǎn)換：串行轉(zhuǎn)換：A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬輸入模擬輸入（Vin）參考電壓參考電壓 +（Vref） -電源電源+ -數(shù)字輸出數(shù)字輸出（Dn D0）A/D轉(zhuǎn)換器原理框圖轉(zhuǎn)換器原理框圖三、硬件設(shè)計考慮的問題三、硬件設(shè)計考慮的問題選擇分辨率（選擇分辨率（3838位位/912/912位位/13/13位以上）位以上）確定精度（誤差范圍）確定精度（誤差范圍）A/DA/D轉(zhuǎn)換時間和路數(shù)轉(zhuǎn)換時間和路數(shù)輸入輸入/ /

27、輸出特性和范圍輸出特性和范圍電源種類和功耗電源種類和功耗工作環(huán)境工作環(huán)境接口是否方便接口是否方便四、四、8 8位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADC0809ADC0809ADC0809ADC0809是逐次比較式的是逐次比較式的8 8路路8 8位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度為為100 100 s s，電源電壓，電源電壓+5V+5V內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ADC0809引腳分配28腳腳DIP封裝封裝IN0IN7：8路模擬輸入路模擬輸入由通道選擇端由通道選擇端C，B，A選選擇其中一路的輸入進行擇其中一路的輸入進行A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換引腳功能C、B、A：模擬通道地址選擇線，輸入：模擬通道地址選擇

28、線，輸入ALE：地址鎖存允許信號，輸入。由低到高的正跳變有效，：地址鎖存允許信號，輸入。由低到高的正跳變有效，此時鎖存地址選擇線的狀態(tài)，從而選通相應(yīng)的模擬通道，此時鎖存地址選擇線的狀態(tài)，從而選通相應(yīng)的模擬通道，以便進行以便進行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。2-8、2-72-1：數(shù)字輸出線，輸出。：數(shù)字輸出線，輸出。2-8為最低位（為最低位（D0，LSB），），2-1為最高位（為最高位（D7，MSB）。）。START：啟動信號，輸入，高電平有效。為了啟動轉(zhuǎn)換，：啟動信號，輸入，高電平有效。為了啟動轉(zhuǎn)換，應(yīng)加正脈沖信號。脈沖的上升沿將內(nèi)部寄存器清應(yīng)加正脈沖信號。脈沖的上升沿將內(nèi)部寄存器清0，下降沿，下降沿開始

29、轉(zhuǎn)換。開始轉(zhuǎn)換。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。在：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。在START的上的上升沿之后升沿之后08個時鐘期間，個時鐘期間，EOC變?yōu)榈碗娖?。當轉(zhuǎn)換結(jié)束變?yōu)榈碗娖健．斵D(zhuǎn)換結(jié)束時，時，EOC變?yōu)楦唠娖健Ｗ優(yōu)楦唠娖?。OE：輸出允許信號，輸入，高電平有效。：輸出允許信號，輸入，高電平有效。CLK：時鐘信號，輸入。：時鐘信號，輸入。ADC0809的主要性能指標分辨率為分辨率為8位位非調(diào)整誤差為非調(diào)整誤差為1 LSB具有鎖存功能的具有鎖存功能的8路模擬開關(guān)，對路模擬開關(guān)，對8路模擬電壓分別路模擬電壓分別進行轉(zhuǎn)換。進行轉(zhuǎn)換。輸出與輸出與TTL兼容。兼容?？捎脝我浑娫垂╇?，模

30、擬電壓輸入范圍為可用單一電源供電，模擬電壓輸入范圍為05V，無，無須調(diào)零和滿刻度調(diào)整。須調(diào)零和滿刻度調(diào)整。三態(tài)鎖存輸出。三態(tài)鎖存輸出。低功耗為低功耗為15mW。ADC0809與8051的接口原理圖ADC0809與8051接口工作方式EOC:開始轉(zhuǎn)換時為低電平開始轉(zhuǎn)換時為低電平,當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平.采集采集A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三種方式轉(zhuǎn)換結(jié)果的三種方式 延時等待方式：執(zhí)行延時等待方式：執(zhí)行100s以上延時等待程序以上延時等待程序 查詢方式查詢方式: 查詢查詢EOC引腳引腳 中斷方式中斷方式: EOC經(jīng)反相器接經(jīng)反相器接8051的外部中斷引腳的外部中斷引腳ALE=START=OE

31、=端口地址確定應(yīng)使端口地址確定應(yīng)使P2.7=A15=0, A0、A1、A2給出被選給出被選擇的模擬通道地址擇的模擬通道地址設(shè)未占用地址線為設(shè)未占用地址線為1，則，則IN0IN7通道地址為通道地址為7FF8H7FFFH編程要點選通模擬量輸入通道選通模擬量輸入通道發(fā)出啟動信號發(fā)出啟動信號用延時、查詢或中斷方法等待轉(zhuǎn)換結(jié)束用延時、查詢或中斷方法等待轉(zhuǎn)換結(jié)束( (延時延時) )讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果MAIN: MOV R1, #data；數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首址數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首址 MOV DPTR, #7FF8H; P2.7=0,且指向通道且指向通道O MOV R7, #08H; 置通道數(shù)置通道數(shù)LOOP: MO

32、VX DPTR, A; 啟動啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 MOV R6, #OAH;DLAY：NOP NOP NOP DJNZ R6, DLAY；100s延時延時 MOVX A, DPTR; 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R1，A INC DPTR；指向下一個通道指向下一個通道 INC R1; 修改數(shù)據(jù)區(qū)指針修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 DJNZ R7, LOOP; 8個通道全采樣完了嗎個通道全采樣完了嗎?延時法讀取結(jié)果延時法讀取結(jié)果中斷方式程序 主程序主程序： SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR, #7FF8H MOV A，#0 MOVX DPTR，A中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序

33、：EINT1: MOV DPTR, #7FF8HMOVX A, DPTRMOV 30H, AMOV A, #00MOVX DPTR, ARETI五、A/D采集的抗干擾措施算術(shù)平均算術(shù)平均滑動平均值法滑動平均值法( (循環(huán)隊列循環(huán)隊列) )去極值法去極值法低通濾波低通濾波7.4 D/A轉(zhuǎn)換器接口轉(zhuǎn)換器接口 用D/A轉(zhuǎn)換器把微型機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓或電流，可輸出各種波形的信號。D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器+電流輸出電流輸出-參考電壓參考電壓 +（Vref） -電源電源+ -數(shù)字數(shù)字輸入輸入IoIoD/A轉(zhuǎn)換器原理框圖轉(zhuǎn)換器原理框圖一、硬件設(shè)計考慮的問題一、硬件設(shè)計考慮的問題選擇分辨率（選擇分辨率（

34、3838位位/912/912位位/13/13位以上）位以上）確定精度（誤差范圍）確定精度（誤差范圍）D/AD/A轉(zhuǎn)換時間和路數(shù)轉(zhuǎn)換時間和路數(shù)輸入輸入/ /輸出特性和范圍輸出特性和范圍電源種類和功耗電源種類和功耗工作環(huán)境工作環(huán)境接口是否方便接口是否方便二、二、DAC0832DAC0832芯片介紹芯片介紹分辨率分辨率8 8位位電流輸出電流輸出, , 穩(wěn)定時間穩(wěn)定時間1 1 s s雙緩沖、單緩沖、直通雙緩沖、單緩沖、直通3 3種數(shù)字輸入工作方式種數(shù)字輸入工作方式單電源供電單電源供電 +5V +5V +15V+15V參考電壓參考電壓 -10-10 +10V+10VDAC0832引腳圖引腳功能引腳功能ILE：輸入寄存器允許，高電平有效。與：輸入寄存器允許，高電平有效。與CS結(jié)合，控制結(jié)合，控制WR1是否起作用。是否起作用。CS：片選信號，低電平有效。：片選信號，低電平有效。WR1：寫信號：寫信號1，低電平有效。將數(shù)據(jù)鎖存入輸入鎖存器中。，低電平有效。將數(shù)據(jù)鎖存入輸入鎖存器中。WR1有效時，有效時，ILE和和CS也必須同時有效。也必須